首页 理论教育 重返桥梁垮塌现场:世界著名钢桥失效事故分析

重返桥梁垮塌现场:世界著名钢桥失效事故分析

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:后来铸铁拱桥遍布德国和法国。图1.4嘉德水道桥图1.5巴黎“协和桥”图1.6柯尔布鲁克代尔铁拱桥图1.7卡鲁塞尔桥图1.8萨瑟克区桥托马斯·泰尔福是当时最著名的工程师之一,他最初只是一个泥瓦匠,后来自学建筑学,在莱茵河上建造了三座桥梁,此后任职于运河公司,修建了约 900英里的公路和两个跨越运河的大跨渡槽。图1.9伊兹桥图1.10嘎拉比特高架桥随着钢材性能的发展,结构跨度也随之增大。图1.11巴约纳大桥图1.12悉尼港湾大桥

重返桥梁垮塌现场:世界著名钢桥失效事故分析

拱桥以受压为主,而圬工材料抗压强度高,因此拱桥结构形式最适合石桥。古希腊时期拱桥已经在小亚细亚出现,到罗马时代达到全盛时期,当时罗马帝国广泛使用典型的拱式渡槽将水引入城市,如法国尼姆附近建于公元前18年的“嘉德水道桥”(Le Pont du Gard)(图1.4),当时拱圈一般为半圆形,跨度不超过 40 m。中世纪时,为减轻结构自重并增大跨度,出现了坦拱桥,之后坦拱基于工程经验和数学理论得以发展成熟。洛多罗夫·佩罗内(J. R.Perronet)于1791年建成巴黎的“协和桥”(Pont de la Concorde)(图1.5)。圬工拱桥的经验积累奠定了铸铁拱桥建造的技术基础。

1779 年,英国亚伯拉罕·达比三世(Abraham Darby Ⅲ),在柯尔布鲁克代尔(Coalbrookdale)成功建造了第一座铁拱桥,如图 1.6,结构形式跟石拱桥很相似,但按照木结构的施工方法施工,采用了 5 个轻拱肋,跨度为 30 m,至今仍在使用。此前英、法等国都曾尝试建造铸铁拱桥,但都因铸铁抗拉强度很低和结构体系不合理而失败,此后铸铁桥梁很快便在英国普及并传播到其他国家。

随着铸铁桥梁建造技术的发展,铸造预制构件开始应用于拱桥,如1796年的英格兰威尔茅斯大桥(Wearmouth Bridge)跨度达到72m。德国工程师赖兴巴赫(Reichenbach)采用铸铁管作为拱桥受压构件,这种经济的结构形式很快被广泛使用,其中杰出代表是由卡米耶·波隆梭(Polonceau)于 1839 年建成的巴黎三跨卡鲁塞尔桥(Carrousel Bridge),每跨 48 m,如图 1.7。最大的铸铁拱桥为由约翰·伦尼(John Rennie)建造的跨越伦敦泰晤士河的萨瑟克区桥(Southwark Bridge),跨度73 m,如图1.8。后来铸铁拱桥遍布德国和法国。

图1.4 嘉德水道桥

图1.5 巴黎“协和桥”

图1.6 柯尔布鲁克代尔铁拱桥

图1.7 卡鲁塞尔桥

(www.xing528.com)

图1.8 萨瑟克区桥

托马斯·泰尔福(Thomas Telford)是当时最著名的工程师之一,他最初只是一个泥瓦匠,后来自学建筑学,在莱茵河上建造了三座桥梁,此后任职于运河公司,修建了约 900英里(1448.41 km)的公路和两个跨越运河的大跨渡槽。1819—1826 年,泰尔福在梅奈海峡和康威河上修建了两座著名的链杆悬索桥,1828年当选为英国土木工程师协会第一任主席。位于圣路易斯的伊兹桥由詹姆斯·布坎南·伊兹于1874年建成(图1.9),采用部分为铁部分为钢的箱形构件来建造跨度为159 m的格构式拱桥。这是他修建的第一座桥梁,并成为当时世界上跨度最大的拱桥。

提到钢拱桥就不能不提居斯塔夫·埃菲尔,作为当时最伟大的工程师之一,他创立了世界闻名的工程公司(钢桥,特别是拱桥方面)和钢材制造公司(埃菲尔公司,Société Eiffel)。埃菲尔善于设计桁架结构,是第一位进行钢结构完整细节设计和绘图的工程师。1878 年,埃菲尔修建的第一座桥梁是葡萄牙跨越多罗河(Duoro)的跨度为 160 m的铁路桥。他设计的最美桥梁是 1884 年建成的法国嘎拉比特高架桥(Viaduc de Garabit),跨度为 165 m(图1.10)。当然最著名的还是他修建的高300 m的埃菲尔铁塔(La Tour Eiffel,1889年)和自由女神像(Statue of Liberty,1886年)。

图1.9 伊兹桥

图1.10 嘎拉比特高架桥

随着钢材性能的发展,结构跨度也随之增大。到 1930 年,最大跨度的拱桥为:安曼(O.H. Ammann)于1931年建造的跨度为504 m的新泽西巴约纳大桥(Bayonne Bridge),如图1.11;弗里曼(R. Freeman)于1932建造的跨度为 503 m 的悉尼港湾大桥(Sydney Harbour Bridge),如图1.12。这两座桥都是中承式桁架拱桥。

图1.11 巴约纳大桥

图1.12 悉尼港湾大桥

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈